TWI753431B

TWI753431B - 封裝組件

Info

Publication number: TWI753431B
Application number: TW109116579A
Authority: TW
Inventors: 謝欣珀
Original assignee: 光感動股份有限公司
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2022-01-21
Also published as: TW202145603A

Abstract

本發明揭露一種封裝組件。封裝組件包含：基板、擋牆、至少一覆晶式電磁波發射單元及含氟保護結構。擋牆固定設置於基板的安裝面，擋牆的內環側面與安裝面共同構成容槽。覆晶式電磁波發射單元固定設置於安裝面且位於容槽中，覆晶式電磁波發射單元的高度低於擋牆的高度。覆晶式電磁波發射單元具有頂發光面及環側面，環側面與頂發光面的周緣相連接。覆晶式電磁波發射單元能發出波長介於200奈米(nm)至400奈米(nm)或介於800奈米(nm)至2000奈米(nm)的電磁波。含氟保護結構形成於安裝面、內環側面、頂發光面及環側面。

Description

封裝組件

本發明涉及一種封裝組件，特別是一種具有覆晶式電磁波發射單元的封裝組件。

請參閱圖1，其顯示為現有常見的UVC封裝組件的剖面側視圖。現有的UVC封裝組件C1包含一基板C11、一UVC晶片C12、一環狀支撐結構C13及一石英玻璃C14。UVC晶片C12固定於基板C11，環狀支撐結構C13固定於基板C11，且環狀支撐結構C13環繞UVC晶片C12設置，石英玻璃C14固定設置於環狀支撐結構C13相反於基板C11的一側，而石英玻璃C14、環狀支撐結構C13及基板C11將共同形成一密封空間C15，而UVC晶片C12則是對應位於所述密封空間C15中。

習知的UVC封裝組件C1通過上述設計，可以有效地避免外部的水氣、灰塵或是雜物與UVC晶片C12接觸，進而可以提升UVC封裝組件C1整體的使用壽命。一般來說，環狀支撐結構C13大多是金屬材質，而環狀支撐結構C13與石英玻璃C14兩者屬於相異的材質，因此，相關廠商必須通過複雜的製作程序，才可以使環狀支撐結構C13與石英玻璃C14氣密地相連接，舉例來說，相關廠商必須利用不同的製程，分別於環狀支撐結構C13的接合面及石英玻璃C14的接合面形成輔助結構C162、C161，而後利用另一製程使形成於環狀支撐結構C13的輔助結構C162及形成於石英玻璃C14的輔助結構C161相互接合。依上所述，習知的UVC封裝組件C1存在有製造成本高、製作程序繁複等問題。

本發明公開一種封裝組件，主要用以改善習知的UVC封裝組件所存在的製造成本高、製作程序繁複等問題。

本發明的其中一實施例公開一種封裝組件，其包含：一基板、一擋牆、至少一覆晶式電磁波發射單元及一含氟保護結構。基板的一側面定義為一安裝面；一擋牆，其固定設置於安裝面，擋牆包含一內環側面，內環側面及安裝面共同構成一容槽。覆晶式電磁波發射單元固定設置於安裝面，覆晶式電磁波發射單元位於容槽中，覆晶式電磁波發射單元相對於安裝面的高度，低於擋牆相對於安裝面的高度；至少一覆晶式電磁波發射單元具有一頂發光面及一環側面，環側面與頂發光面的周緣相連接；至少一覆晶式電磁波發射單元能發出一電磁波，電磁波的波長介於200奈米(nm)至400奈米(nm)或介於800奈米(nm)至2000奈米(nm)。含氟保護結構形成於安裝面、內環側面、頂發光面及環側面；其中，含氟保護結構對電磁波的穿透率大於90%；其中，含氟保護結構的水吸收率(water absorption)小於1%；含氟保護結構的水氣滲透率(steam permeability)小於5g/m²*24hrs。

綜上所述，本發明的封裝組件通過於基板的安裝面、擋牆的內環側面、覆晶式電磁波發射單元的頂發光面及覆晶式電磁波發射單元的環側面形成含氟保護結構等設計，讓封裝組件可以在不設置石英玻璃的情況下，即可達到相同的保護效果。

為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。

習知：

C1:UVC封裝組件

C11:基板

C12:UVC晶片

C13:環狀支撐結構

C14:石英玻璃

C15:密封空間

C161:輔助結構

C162:輔助結構

本發明：

100:封裝組件

1:基板

11:安裝面

2:擋牆

21:內環側面

22:卡合凹槽

3:覆晶式電磁波發射單元

31:頂發光面

32:環側面

4:含氟保護結構

5:覆晶式齊納二極體

51:頂面

52:環側面

6:透光蓋體

SL:容槽

SP:封閉空間

L:含氟溶液

T1、T2、T3、T4、T5、T6:厚度

圖1為習知UVC封裝組件的剖面側視圖。

圖2為本發明的封裝組件的第一實施例的立體示意圖。

圖3為本發明的封裝組件的第一實施例的俯視圖。

圖4為本發明的封裝組件的第一實施例的剖面側視圖。

圖5為本發明的封裝組件的第一實施例的製造流程的剖面示意圖(一)。

圖6為本發明的封裝組件的第一實施例的製造流程的剖面示意圖(二)。

圖7為本發明的封裝組件的第二實施例的立體示意圖。

圖8為本發明的封裝組件的第二實施例的剖面側視圖。

圖9為本發明的封裝組件的第三實施例的立體示意圖。

圖10為本發明的封裝組件的第三實施例的剖面側視圖。

於以下說明中，如有指出請參閱特定圖式或是如特定圖式所示，其僅是用以強調於後續說明中，所述及的相關內容大部份出現於該特定圖式中，但不限制該後續說明中僅可參考所述特定圖式。

請一併參閱圖2至圖4，圖1為本發明的封裝組件的第一實施例的立體示意圖，圖2為本發明的封裝組件的第一實施例的俯視圖，圖3為本發明的封裝組件的第一實施例的剖面側視圖。本發明的封裝組件100包含：一基板1、一擋牆2、至少一覆晶(flip chip)式電磁波發射單元3及一含氟保護結構4。

基板1的一側面定義為一安裝面11。擋牆2固定設置於安裝面11，擋牆2成環狀結構，擋牆2包含一內環側面21，內環側面21及安裝面11共同構成一容槽SL。覆晶式電磁波發射單元3固定設置於安裝面11，且覆晶式電磁波發射單元3位於容槽SL中，亦即，擋牆2是環繞覆晶式電磁波發射單元3設置，在實際應用中，基板1可以是依據需求為各種形式的電路板，而覆晶式電磁波發射單元3則是通過基板1與外部的供電單元或是處理器相連接，亦即，獨立於封裝組件100的供電單元可以通過基板1供電給覆晶式電磁波發射單元3，獨立於封裝組件100的處理器可以通過基板1控制覆晶式電磁波發射單元3。在實際應用中，擋牆2可以是依據需求選擇，舉例來說，可以是金屬材質、陶瓷材質等。擋牆2主要是用來環繞覆晶式電磁波發射單元3設置，並與基板1共同形成所述容槽SL，因此，在實際應用中，擋牆2的外型可以是依據需求變化，不以圖中所示為限。

覆晶式電磁波發射單元3能發出一電磁波，所述電磁波的波長可以是介於200奈米(nm)至400奈米(nm)或介於800奈米(nm)至2000奈米(nm)。具體來說，覆晶式電磁波發射單元3可以是能發出紫外光(包含UVA、UVB或UVC)的發光二極體，或者，覆晶式電磁波發射單元3可以是能發出紅外線(Infrared,IR)的發光二極體。在較佳的實施例中，覆晶式電磁波發射單元3所發出的電磁波的波長是介於200奈米(nm)至360奈米(nm)或大於950奈米(nm)，亦即，本發明的封裝組件100特別適用應用為UVB封裝組件、UVC封裝組件或IR封裝組件。

覆晶式電磁波發射單元3具有一頂發光面31及一環側面32，環側面32與頂發光面31的周緣相連接，於本實施例圖式中，是以覆晶式電磁波發射單元3為矩形立方體，但覆晶式電磁波發射單元3的外型可以是依據需求變化，不以圖中所示為限。另外，覆晶式電磁波發射單元3的電磁波可以是僅通過頂發光面31向外射出，或者，可以是能通過頂發光面31及環側面32向外射出。

覆晶式電磁波發射單元3相對於安裝面11的高度，低於擋牆2相對於安裝面11的高度，且含氟保護結構4是形成於基板1的安裝面11、擋牆2的內環側面21、覆晶式電磁波發射單元3的頂發光面31及覆晶式電磁波發射單元3的環側面32，通過含氟保護結構4的設置，可以使基板1及覆晶式電磁波發射單元3具有防水、防塵的效果。

請一併參閱圖4至圖6，圖5及圖6顯示為本發明的封裝組件的製作流程中的剖面側視圖圖。如圖5所示，製作本發明的封裝組件的第一步驟可以是先使覆晶式電磁波發射單元3及擋牆2分別形成於基板1；接著，如圖6所示，當擋牆2形成於基板1，且覆晶式電磁波發射單元3固定於基板1後，則將一含氟溶液L倒入於由擋牆2及基板1共同形成的容槽SL中，並使含氟溶液L覆蓋覆晶式電磁波發射單元3；最後，如圖6及圖4所示，將承載有含氟溶液L的基板1、擋牆2及覆晶式電磁波發射單元3一同設置於烤箱中，並以適當的條件(例如是適當的溫度、適當的烘烤時間等)進行烘烤，以使含氟溶液L中的溶劑揮發；當含氟溶液L中的溶劑揮發後，含氟溶液L中的溶質將對應沉澱在覆晶式電磁波發射單元3的頂發光面31及環側面32、基板1的安裝面11及擋牆2的內環側面21，而沉澱於安裝面11、內環側面21、頂發光面31及環側面32的含氟溶液L中的溶質即為所述含氟保護結構4。

依上所述，本發明的封裝組件100的容槽SL，是用以在形成含氟保護結構4的過程中承裝所述含氟溶液L，而本發明的封裝組件100的擋牆2的功能，與圖1所示的習知UVC封裝組件100的環狀支撐結構C13的功能(用來支撐石英玻璃C14)並不相同。

另外，需強調的是，本發明的封裝組件100使覆晶式電磁波發射單元3相對於安裝面11的高度，低於擋牆2相對於安裝面11的高度的設計，就是用來使容槽SL在形成含氟保護結構4的過程中，可以承裝高於覆晶式電磁波發射單元3的含氟溶液L。

請復參圖4，值得一提的是，通過上述製作流程所製作出的封裝組件100，位於頂發光面31的含氟保護結構4的厚度T1大於位於環側面32的含氟保護結構4的厚度T3，位於頂發光面31的含氟保護結構4的厚度T1大於位於內環側面21的含氟保護結構4的厚度T4，位於安裝面11的含氟保護結構4的厚度T2大於位於環側面32的含氟保護結構4的厚度T3，位於安裝面11 的含氟保護結構4的厚度T2大於位於內環側面21的含氟保護結構4的厚度T4。簡單來說，位於垂直於安裝面11的側面上的含氟保護結構4的厚度，都小於位於平行於安裝面11的側面上的含氟保護結構4的厚度。

需特別強調的是，本發明的封裝組件100所包含的電磁波發射單元是限定為覆晶(flip chip)式，而非如圖1所示的打線式(wire bonding)，亦即，本發明的封裝組件100排除了覆晶式電磁波發射單元3為打線式的實施態樣。更具體來說，本實施例的封裝組件100在利用上述製作流程進行製作時，若是電磁波發射單元是打線式，則含氟保護結構4將難以形成於導線的位置，且導線與電磁波發射單元相連接的位置，也將難以形成有所述含氟保護結構4，如此，將導致封裝組件100整體的保護效果不佳，為此，本發明的封裝組件100是限定包含有覆晶式的電磁波發射單元。

在實際應用中，擋牆2的高度可以是600(um)，擋牆2的高度與覆晶式電磁波發射單元3的高度差可以是至少大於50微米(um)，含氟保護結構4的水吸收率(water absorption)小於1%，含氟保護結構4的水氣滲透率(steam permeability)小於5g/m2*24hrs，且含氟保護結構4的厚度是不小於30微米(um)，含氟保護結構4對電磁波的穿透率大於90%，如此，將可以使封裝組件100達到較佳的保護效果。

請一併參閱圖7及圖8，其顯示為本發明的封裝組件100的第三實施例的立體示意圖及剖面側視圖。本實施例與前述實施例最大不同之處在於：封裝組件100還包含一覆晶式齊納二極體(zener diode)5，其固定設置於安裝面11，且覆晶式齊納二極體5位於容槽SL中。覆晶式齊納二極體5具有一頂面51及一環側面52，覆晶式齊納二極體5的環側面52連接覆晶式齊納二極體5的頂面51的周緣，亦即，覆晶式齊納二極體5可以是矩形立方體。含氟保護結構4還形成於覆晶式齊納二極體5的頂面51及環側面52。其中，覆晶式齊納二極體5是與基板1、覆晶式電磁波發射單元3電性連接，而覆晶式齊納二極體5是用來保護覆晶式電磁波發射單元3。

如圖8所示，本實施例的封裝組件100也可以是通過前述的製作流程進行製作，且本實施例的封裝組件100通過前述的製作流程製作後，位於覆晶式電磁波發射單元3的頂發光面31的含氟保護結構4的厚度T1、位於基板1的安裝面11的含氟保護結構4的厚度T2、位於覆晶式齊納二極體5的頂面51的含氟保護結構4的厚度T5，都是大於位於覆晶式電磁波發射單元3的環側面32的含氟保護結構4的厚度T3、位於擋牆2的內環側面21的含氟保護結構4的厚度T4、位於覆晶式齊納二極體5的環側面52的含氟保護結構4的厚度T6。

請一併參閱圖9及圖10，圖9為本發明的封裝組件的第三實施例的立體示意圖，圖10為本發明的封裝組件的第三實施例的剖面側視圖。本實施例與前述實施例最大不同之處在於：封裝組件100還可以包含一透光蓋體6，透光蓋體6卡合設置於擋牆2相反於基板1的一側，而透光蓋體6、擋牆2及基板1共同形成一封閉空間SP，覆晶式電磁波發射單元3對應設置於封閉空間SP。其中，覆晶式電磁波發射單元3所發出的電磁波能穿過透光蓋體6。通過透光蓋體6的設置，將可以保護含氟保護結構4，以避免含氟保護結構4受到非預期的外力影響而發生脫落的問題。

特別強調的是，本實施例所指透光蓋體6是用來保護含氟保護結構4，而非用來使封裝組件100整體達到防水、防塵等保護功能，因此，透光蓋體6僅需利用機械卡合方式與擋牆2相互固定，而透光蓋體6與擋牆2不需要利用複雜或高成本的方式進行接合。更具體來說，在實際應用中，擋牆2相反於基板1的一側可以是形成有一卡合凹槽22，所述卡合凹槽22用以提供透光蓋體6卡合設置。其中，透光蓋體6卡合設置於卡合凹槽22中時，透光蓋體6可以是與擋牆2相反於基板1的頂面齊平。

由於本實施例的封裝組件100主要是通過含氟保護結構4來達到防水、防塵等保護功能，因此，本實施例在不同的實施態樣中，透光蓋體6與擋牆2的連接方式，也可以是通過膠合的方式進行。更具體來說，在習知的UVC封裝組件中，相關廠商大多不會利用矽膠等材料，來作為使石英玻璃與環狀支撐結構C13彼此間膠合的構件，因為，矽膠長期受到UVC照射，將容易出現裂解的問題，如此，將會導致UVC封裝組件的防水、防塵等保護功能失效，也就是說，習知的UVC封裝組件，若是利用矽膠來使石英玻璃與環狀支撐結構相連接，則UVC封裝組件的使用壽命將明顯較短。反觀本實施例的封裝組件100，由於含氟保護結構4才是使封裝組件100達到防水、防塵等保護功效的構件，因此，本實施例所指的透光蓋體6與擋牆2之間可以是利用矽膠來進行黏合，即使是在覆晶式電磁波發射單元3是發出UVC的情況下，仍不會影響封裝組件100的使用壽命。

綜上所述，本發明的封裝組件通過含氟保護結構等設計，相較於習知具有石英玻璃的UVC封裝組件，在達到相同的防水、防塵等級的情況下，具有相對較低的製造成本及相對較簡單的製作流程。

以上所述僅為本發明的較佳可行實施例，非因此侷限本發明的專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的保護範圍內。

100 ：封裝組件 1 ：基板 11 ：安裝面 2 ：擋牆 21 ：內環側面 3 ：覆晶式電磁波發射單元 31 ：頂發光面 32 ：環側面 4 ：含氟保護結構 SL ：容槽 T1、T2、T3、T4 ：厚度

Claims

一種封裝組件，其包含：一基板，其一側面定義為一安裝面；一擋牆，其固定設置於所述安裝面，所述擋牆包含一內環側面，所述內環側面及所述安裝面共同構成一容槽；至少一覆晶(flip chip)式電磁波發射單元，其固定設置於所述安裝面，所述覆晶式電磁波發射單元位於所述容槽中，且所述覆晶式電磁波發射單元相對於所述安裝面的高度，低於所述擋牆相對於所述安裝面的高度；所述覆晶式電磁波發射單元具有一頂發光面及一環側面，所述環側面與所述頂發光面的周緣相連接；所述覆晶式電磁波發射單元能發出一電磁波，所述電磁波的波長介於200奈米(nm)至400奈米(nm)或介於800奈米(nm)至2000奈米(nm)；以及一含氟保護結構，其形成於所述安裝面、所述內環側面、所述頂發光面及所述環側面；其中，所述含氟保護結構對所述電磁波的穿透率大於90%；其中，所述含氟保護結構的水吸收率(water absorption)小於1%；所述含氟保護結構的水氣滲透率(steam permeability)小於5g/m²*24hrs。
如請求項1所述的封裝組件，其中，所述擋牆高度與所述覆晶式電磁波發射單元的高度差至少大於50微米(um)。
如請求項1所述的封裝組件，其中，所述封裝組件還包含一覆晶式齊納二極體，其固定設置於所述安裝面，且所述覆晶式齊納二極體位於所述容槽中，所述含氟保護結構還形成於所述覆晶式齊納二極體的一頂面及一環側面，所述覆晶式齊納二極體的所述環側面連接所述覆晶式齊納二極體的所述頂面的周緣。
如請求項3所述的封裝組件，其中，位於所述基板的所述安裝面的所述含氟保護結構的厚度、位於所述覆晶式電磁波發射單元的所述頂發光面的所述含氟保護結構的厚度及位於所述覆晶式齊納二極體的所述頂面的所述含氟保護結構的厚度，皆大於位於所述擋牆的所述內環側面的所述含氟保護結構的厚度、位於所述覆晶式電磁波發射單元的所述環側面的所述含氟保護結構的厚度及位於所述覆晶式齊納二極體的所述環側面的所述含氟保護結構的厚度。
如請求項1所述的封裝組件，其中，所述含氟保護結構的厚度不小於30微米(um)。
如請求項1所述的封裝組件，其中，所述電磁波的波長介於200奈米(nm)至360奈米(nm)或大於950奈米(nm)。
如請求項1所述的封裝組件，其中，所述容槽用以於形成所述含氟保護結構的過程中承裝一含氟溶液L。
如請求項1所述的封裝組件，其中，位於所述基板的所述安裝面的所述含氟保護結構的厚度，大於位於所述擋牆的所述內環側面的所述含氟保護結構的厚度；位於所述基板的所述安裝面的所述含氟保護結構的厚度，大於位於所述覆晶式電磁波發射單元的所述環側面的所述含氟保護結構的厚度；位於所述覆晶式電磁波發射單元的所述頂發光面的所述含氟保護結構的厚度，大於位於所述擋牆的所述內環側面的所述含氟保護結構的厚度；位於所述覆晶式電磁波發射單元的所述頂發光面的所述含氟保護結構的厚度，大於位於所述覆晶式電磁波發射單元的所述環側面的所述含氟保護結構的厚度。
如請求項1所述的封裝組件，其中，所述封裝組件還包含一透光蓋體，所述透光蓋體卡合設置於所述擋牆相反於所述基板的一側，而所述透光蓋體、所述擋牆及所述基板共同形成一封閉空間，所述覆晶式電磁波發射單元對應設置於所述封閉空間；其中，所述覆晶式電磁波發射單元所發出的電磁波能穿過所述透光蓋體。